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1、1.前言 毕业设计是大学学习的最后一种教学环节，是本专科人才培养筹划的重要构成部分。通过毕业设计既可以巩固学生在学校学过的理论知识，培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的综合能力，又可以使学生初步掌握科学研究的基本措施和撰写符合规范规定的专业技术文献的能力。搞好毕业设计工作，对培养学生的实践能力、创新能力和创业能力，全面提高教学质量和增进学生顺利就业具有重要意义。.大学四年的本科学习和生活就要结束了，毕业设计是其中最后一种学习和锻炼的重要环节，是对此前我们所学过的理论知识及所掌握的设计创新思维在实际中的综合运用和检查。随着国内经济的迅速发展，特别是十一五规划完毕以来，采用模具的生产技术得
2、到愈来愈广泛的应用。随着中国制造的崛起，国内模具产业发展迅速，模具已成为现代制造业的主流装备。目前国内正处在工业化中期，即从解决短缺为主的开放逐渐向建设经济强国转变，家电、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批基本工业高速增长行业发展势头强劲，构成了对模具市场的巨大需求。据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉简介，中国已成为世界第一大模具市场，估计模具产值将达到2500亿元，其中中高档模具、经济型模具的比例会大幅增长。 在这大学四年的课程学习中，我基本上掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基本课和专业课方面的知识，在生产和参观实习中思考运用所学知识，再加上我一种月来在单位
3、实践学习，对机械制造、加工的工艺有了一种系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于橡胶模具设计这个实践性非常强的设计课题，我在单位进行了大量的实践考察和学习。通过在宝鸡真空股份有限公司的参观实习，特别是在咸阳时代密封科技有限公司设计部近一种月的生产工作实习，我对于模具特别是橡胶模具的设计环节有了一种全新的结识，丰富了多种模具的构造和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指引教师的协助下和在工厂师傅的解说下，同步在现场查阅了诸多有关资料并亲手拆装了某些典型的橡胶模具实体，明确了橡胶模具的一般工作原理、制造、加工工艺，并在图书馆借阅了许多有关模具设计手册和书籍资料，在设计中，
4、我将充足运用和查阅多种资料，并与同窗、教师和工人师傅进行充足讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，肯定会遇到一定的困难，但是我相信有指引教师和工人师傅的悉心指引和自己的努力下，肯定会圆满的完毕这次毕业设计任务。固然，由于学生水平有限，并且缺少长期的实践经验，设计中不当之处在所难免，肯请各位教师指正。2.产品图纸审查产品审查是对将要生产的橡胶制品的图纸用途所用胶种和生产量及生产工艺的全面理解。通过产品图纸的审查可以保证模具设计是建立在对的的图纸基本上的，并能根据生产量不同选择不同的模具构造。O形密封圈产品图纸上尺寸和公差为（24.460.03）mm3（）mm，其表达O形圈内径d13截
5、面直径d2；矩形密封圈产品图纸上尺寸和公差为（40.6460.38）mm3（5.1660.13）mm。根据橡胶制品收缩率公式（参照1） C=（D模-D制）/D制3100% 21 Cb=Cc/Dz3100% 22式中 C橡胶硫化收缩率，%; D模模具尺寸，mm; D制硫化后制品尺寸，mm; Cc产品尺寸容许的变动量（Cc=产品尺寸的上偏差-产品尺寸的下偏差），mm; Cb产品尺寸容许的收缩率浮动量，%; Dz产品尺寸，mm。 一般状况下，当产品尺寸不不小于160mm时，可以不用计算尺寸容许的收缩率浮动量，直接将产品尺寸公差与国标GB/T3672模压制品尺寸公差表1-21中的尺寸公差进行对比，应不
6、不不小于M1级公差：当产品尺寸不小于160mm时，采用公式2-2计算出产品尺寸容许的收缩率浮动量，其值不应当不不小于0.6%（由于在橡胶产品实际生产中最高M1级的公差为60.3%），当产品尺寸容许的收缩率浮动量远不不小于M1级时，实际生产难以保证，属于尺寸公差过严导致无法生产合格产品。这是应当与产品顾客沟通协商，根据使用规定选择合适的收缩率。固然这里也有一种尺寸经济性问题，产品尺寸公差越小，需需要控制的工艺条件越严格，生产成本越大。因此产品公差应在满足使用规定的前提下，尽量越大越好。图2.1 O形密封圈产品图纸和技术规定图2.2 O形密封圈产品图纸和技术规定通过对产品图纸中尺寸和公差的理解，明
7、显产品尺寸均不不小于160mm，因此根据2-2计算其内径尺寸容许的收缩率浮动量Cb=0.03-(-0.03)/24.43100%=0.246%其值不不小于0.6%,在实际生产中很难保证，不符合橡胶行业制品公差规定。按照顾客特殊规定，参照国标GB/T3672模压制品尺寸公差中M1级的公差，再参照文献1表3-1中小型O形圈所用胶种收缩率和模具型腔尺寸经验参照值，经协商重新定制这批O形密封圈产品尺寸和公差为（24.460.2）mm3（3.660.1）mm；这批矩形密封圈尺寸和公差为（40.6460.38）mm3（5.1660.13）mm，满足M1级公差规定，不需要重新定制尺寸和公差。由于公差原则M1
8、在橡胶行业中属于最高档精度，在实际生产中规定严格，因此在生产中一定要通过实验测定一下收缩率。如图2.1该O形密封圈产品技术规定是颜色为黑色，材料为丁腈橡胶P229，邵尔硬度为7065，多次供应当产品。丁腈橡胶的流动性好，较易布满形腔，模压工艺一般，其收缩率范畴为1.22.25%，收缩率常取1.8%，该O型密封圈为中批量生产。如图2.2该矩形密封圈产品技术规定是颜色为黑色，材料为三元乙丙橡胶，邵尔硬度为8065，多次供应当产品。三元乙丙橡胶基本上是一种饱和的高聚物，耐老化性能非常好、耐天候性好、电绝缘性能优良、耐化学腐蚀性好、冲击弹性较好。模压工艺也一般，其收缩率范畴为2.02.65%，根据参照
9、文献1表2-3收缩率常选用2.3%。3. 拟定模具构造形式和腔数 对产品图纸审查完毕后来，对该产品的尺寸形状所用胶料的工艺性能加工工艺过程和产品生产量均有了很清晰了，下一步就是模具构造的设计阶段。模具构造设计是模具设计中最重要的环节，是模具设计的核心。其中涉及：模具大的构造形式的拟定（重要涉及压制构造压铸构造注射构造三种模具构造）；腔数的拟定；分型面的选择；模具的定位；设计余胶槽和启模槽；最后是模具外形的拟定。3.1模具构造形式和腔数的拟定 大部分产品的的模具构造形式和腔数是根据产品生产量和设备状况等因素综合考虑来拟定的，并考虑所用胶料的工艺性能，个别产品的生产要根据产品的工艺性能来拟定。 在
10、实际生产中，通过调查有关资料懂得对于中小批量的橡胶密封产品的生产大多数采用模压构造和压铸构造，注射构造模具在橡胶制品的实际生产中很少用到。 模具的腔数是指模具中型腔的多少，也就是一次流化过程中，该副模具能生产产品的数量。模具腔数的拟定重要根据该产品产量和硫化平板的吨位压力来拟定。对于小直径的橡胶产品不适宜采用单腔模具构造，一方面会使模具重量和体积过小，另一方面在实际生产中虽然减小了工人师傅的劳动强度但是大大减少了劳动生产率，不是很经济。 因此，对于小直径O形密封圈和矩形密封圈的模具构造均选择多腔压制成型构造。图3.1 O形密封圈模具构造和腔数图3.2 矩形密封圈模具构造和腔数3.2分型面位置的
11、拟定 分型面是指模具中模块的分合面。橡胶模具一般有两块或两块以上的模块构成，因此模块的分型面一般有一种或一种以上。选择分型面是模具设计中最核心的环节，它直接影响模具的加工模具的使用和模压产品的质量。 模具分型面的选择重要考虑如下几种方面：要有助于启模和制品的取出；分型面的位置要有助于飞边清除；是压制构造有助于装胶容易；密封制品模具的分型面要尽量避开产品密封部位；模具加工容易，强度足够。 而在实际生产中O形圈模具重要有180单腔180多腔45单腔45多腔四种构造，其中整体模压O型圈的模具构造在橡胶模具中是最简朴的，但其设计思路在实际生产其他类型橡胶产品中都会用到，是比较基本应用。 由于实际中18
12、0分型面模具易于加工，有助于取出飞边，与45分型面相比有助于启模和制品取出。因此，选择180分型面比较合适。图3.4 O形密封圈模具分型面的选择图3.4 矩形密封圈模具分型面的选择3.3模具定位 模具的定位涉及模具各模块之间的定位和模具与硫化设备之间的定位。模具中各模块或板之间的定位方式有圆柱面定位圆锥面定位斜面定位和定位销（导向销圆柱销圆锥销）定位。模具与设备的定位重要存在于注射模具和小部分压制模具中，其定位方式重要与设备相应的螺栓固定和T形槽配套螺栓定位。 外形为圆形的模具在模具中所占比例是很大的，其中绝大多数是圆形制品的单腔模具，而圆形模具的定位方式重要是圆柱面定位和圆锥面定位。 由于圆
13、锥面定位有如下长处：配合同轴度高；装拆容易，多次拆装后可以保证精确地定心作用；当锥面角度较小时，可传递很大的扭矩。圆柱面定位较圆锥面定位易于加工，但模具拆卸不如圆锥面定位容易，并且圆柱面定位一旦磨损就会影响模具定位精度。而大直径O型密封圈为中批量生产，多次供货，因此选择圆锥面定位最为合适。图3.5 O形模具定位的选择图3.6 矩形模具定位的选择综上，对于小直径O形密封圈的模具构造和矩形密封圈的模具构造都选择多腔压制成型矩形构造，两开模圆柱销定位是通过实践证明的最佳构造。3.4余胶槽和启模槽的拟定 余胶槽和启模槽是橡胶模具一种重要的构成部分，其中没有无多大技术上的规定，只要掌握如下某些原则，灵活
14、应用即可。 余胶槽的重要作用是是多余的胶料能尽量的流入其中而不留在分型面处产生大厚胶边，影响产品质量。此外余胶槽尚有跑气作用并使分型面面积减少，使分型面压强增大。实际橡胶模压制品和其她所有制品同样，为为了使型腔有足够的压力将胶料压密实，半成品的体积就会比模腔大某些 ，多余胶料就会流入余胶槽。余胶槽重要有一般型余胶槽薄片型余胶槽剪切型余胶槽整体型余胶槽四种，当让不是所有的橡胶模具都需要余胶槽，这必须根据实际状况拟定。根据O形密封圈产品的模具构造选择为单腔压制成型圆形构造，为了便于成型刀具加工，余胶槽选择一般型余胶槽中的半圆形余胶槽，如下图所示。图3.7 O形密封圈模具启模槽高度和宽度（上图）图3
15、.8 矩形密封圈模具启模槽高度和宽度（上图）启模槽的作用就是便于将启模用的工具（铜启子橡胶撬棒等）插入启开模具。如果没有启模槽，在实际生产中很难将橡胶模具个模板打开装胶进行生产，因此启模槽的设计是很必要的。一般状况下，圆形模具启模槽为圆环状，一般只对启模槽的高度和宽度有规定，而长度可根据加工以便开通或不开通，但不开通时的启模槽最小长度应当不不不小于50mm。由于O型圈模具整体构造为圆形，因此启模槽选择为圆环状。参照文献1中表2-2选择启模槽高度（H）为10mm,宽度（H1）为20mm。 4. 收缩率的拟定 收缩率的拟定是模具型腔尺寸拟定中一种核心环节，在实际中往往由于设计时没有选好合适的收缩率而导致模具的返修甚至报废。 由于橡胶在硫化前后，其分子构造发生了变化，由线性构造变成了立体网状构造。并且在硫化过程中也发生了一系列的化学反映，放出某些气体，与硫化前相比，橡胶体积变小，相应的线性尺寸也变小了。硫化后的橡胶制品与模
